2019_2020学年新教材高中生物5.4.1捕获光能的色素和结构学案新人教版必修120191102142.doc

第1课时　捕获光能的色素和结构一、绿叶中色素的提取和分离1．提取绿叶中的色素(1)原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中2)实验用品及作用[连线](3)实验步骤：2．分离绿叶中的色素(1)原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢2)实验步骤：二、色素的种类及叶绿体的结构和功能1．色素的种类、含量、颜色及吸收光谱[填表]种类叶绿素(占3/4)类胡萝卜素(占1/4)叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素颜色蓝绿色黄绿色橙黄色黄色吸收光谱主要吸收红光和蓝紫光主要吸收蓝紫光2.叶绿体的结构和功能(1)分布：主要分布在植物的叶肉细胞内2)形态：扁平的椭球形或球形3)结构：(4)功能：绿色植物进行光合作用的场所1.判断下列有关叶绿体叙述的正误(1)叶绿体的基粒上含有与光合作用有关的色素(　　)(2)叶绿素a和叶绿素b只吸收红光和蓝紫光(　　)(3)叶绿素主要吸收蓝紫光和红光(　　)(4)没有叶绿体的生物无法进行光合作用(　　)(5)叶绿体中进行光合作用所需的酶分布于内膜、基质和类囊体(　　)(6)叶绿体是唯一具有双层膜的细胞器(　　)(7)进行光合作用的细胞一定含有叶绿体(　　)(8)植物呈绿色的主要原因是叶绿素能有效地吸收绿光(　　)答案：(1)√　(2)　(3)√　(4)　(5)　(6)　(7) (8)2．判断下列有关实验叙述的正误(1)在绿叶中色素的提取实验中加入二氧化硅可以防止破坏叶绿素(　　)(2)过滤研磨液时漏斗基部放一块剪好的滤纸进行过滤，将滤液收集到试管中(　　)(3)叶绿体中的色素既能溶于有机溶剂又能溶解于水中(　　)(4)可选用绿色植物任何部位的叶片进行色素的提取与分离(　　)(5)向研钵中加入少量的CaCO3和少量的SiO2作用是相同的(　　)(6)过滤色素溶液时，漏斗基部应放置多层滤纸(　　)(7)层析得到的滤纸条上各种色素带的宽度可说明不同色素含量的多少(　　)(8)利用无水乙醇可分离叶绿体中4种色素(　　)(9)对色素提取液进行层析时，要注意滤液细线不能没入层析液中(　　)答案：(1)　(2)　(3)　(4)　(5)　(6)　(7)√ (8)　(9)√课堂互动探究案【课程标准】 说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转化并储存为糖分子中的化学能提取和分离叶绿体色素【素养达成】 1．通过动手实验，理解绿叶中色素提取的原理，掌握色素的种类和作用。

科学探究)2．结合教材P100图5－13，概述叶绿体的结构和功能科学思维)玉米中有时会出现白化苗，右图中是白化苗和正常玉米苗的比较，白化苗由于不能进行光合作用，待种子中的营养成分消耗完后就会死亡，这说明光合作用离不开色素的作用那么，绿叶中与光合作用有关的色素和结构有哪些呢？它们有什么特点和功能呢？探究点一　实验：绿叶中色素的提取和分离【师问导学】下图是提取和分离绿叶中色素的实验步骤，请分析：1．提取色素时，加入剪碎的叶片后还需要加入三种物质，若A是二氧化硅，B、C分别是什么？A、B、C各起什么作用？答案：A是二氧化硅，作用是使研磨更充分；B是碳酸钙，作用是防止研磨中色素被破坏；C是无水乙醇，作用是溶解色素2．某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？答案：研磨不充分，色素未能充分提取出来；称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小；未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏3．制备滤纸条时，剪去两角的作用是什么？画滤液细线有什么要求？答案：防止色素带不整齐画滤液细线的要求是细、齐、直，还要重复画几次4．色素分离时，关键应注意层析液不要没及滤液细线，为什么？答案：否则滤液细线会被层析液溶解，不能分离。

5．如图是分离到的色素在滤纸条上的分布情况，那么：(1)含量最多和最少的色素分别是哪两种？(2)在层析液中溶解度最高和最低的色素分别是哪两种？(3)分子结构最相似的是哪两种色素？答案：(1)叶绿素a和胡萝卜素2)胡萝卜素和叶绿素b3)叶绿素a和叶绿素b6．色素的提取非常成功，但层析后滤纸条上色素带非常模糊，其原因可能有哪些？答案：①画滤液细线次数太少②滤液细线触及层析液，且时间较长，色素溶解到层析液中7．实验过程中，甲同学忘记加入二氧化硅和碳酸钙，乙同学没有加无水乙醇，而是加了水，请分析他们可能出现的实验结果答案：甲同学的结果是滤纸条上的色素浓度很低，颜色很浅；乙同学的结果是滤纸上没有出现色素带智涂笔记】绿叶中色素提取分离异常现象分析(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析：①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏2)滤纸条色素带重叠的原因分析：①滤液细线不直，重复画线时细胞不重叠②滤液细线过粗3)滤纸条看不见色素带的原因分析：①忘记画滤液细线②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。

师说核心】1．实验结果——有关色素带的分析(1)从色素带的位置可知，各种色素在层析液中溶解度的高低依次为：胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b记忆口诀：胡、黄、a、b)(2)从色素带的宽度可知，各种色素的含量一般情况下为：叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素　　　　　2．注意事项及原因分析过程注意事项原因分析提取色素选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高研磨时加无水乙醇溶解色素加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保护色素迅速、充分研磨减少乙醇挥发，充分溶解色素盛放滤液的试管口加棉塞减少乙醇挥发和色素氧化分离色素滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散滤液细线要直、细、匀使分离出的色素带平整不重叠滤液细线干燥后再画一两次使分离出的色素带清晰分明滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中【检测反馈】1．(合格必考)在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，研磨绿叶不需要加入(　　)A．乙醇 B．层析液 C．二氧化硅 D．碳酸钙解析：在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，研磨绿叶之前，需要加入少量的二氧化硅、碳酸钙及10 mL无水乙醇，层析液是在分离色素时加入到烧杯中的试剂答案：B2．(合格必考)下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是(　　)A．使用定性滤纸过滤研磨液B．将干燥处理过的定性滤纸条用于层析C．在画出一条滤液细线后紧接着重复画线2～3次D．研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素解析：在提取绿叶中色素时，漏斗基部放单层尼龙布进行过滤，A项错误；纸层析法分离滤液中色素时，需用干燥的定性滤纸，B项正确；画出一条滤液细线后需等滤液干后再重复画线2～3次，C项错误；研磨叶片时应用无水乙醇溶解色素，D项错误。

答案：B3．(合格必考)提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的是(　　)A．未见色素带，说明材料可能为黄化叶片B．色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液C．提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素bD．胡萝卜素处于滤纸最前方，是因为其在提取液中的溶解度最高解析：黄化叶片含有类胡萝卜素，滤纸上应有两条色素带，A项错误；叶绿体中的色素都能溶解在有机溶剂层析液中，B项错误；由于叶绿素含量比类胡萝卜素多且叶绿素呈现绿色，所以提取液呈现绿色，C项正确；溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快，胡萝卜素在层析液中的溶解度最高，所以扩散得最快但不是提取液，D项错误答案：C4．(合格必考)用菠菜叶进行“绿叶中色素的提取和分离”的实验，滤液经层析后，色素带在滤纸条上的分布顺序是(　　)解析：由于四种色素在层析液中溶解度的不同，造成其扩散速度不同溶解度最大的是胡萝卜素，它扩散的距离最远，其次是叶黄素，而叶绿素的溶解度小，所以叶绿素a和叶绿素b分别扩散在第三和第四条色素带上答案：A5．(等级选考)叶绿体色素的纸层析结果显示，叶绿素b位于层析滤纸的最下端，原因是(　　)A．相对分子质量最小B．相对分子质量最大C．在层析液中的溶解度最小D．在层析液中的溶解度最大解析：色素分离的原理是根据不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的随层析液扩散得快，溶解度小的随层析液扩散得慢，层析时随层析液在滤纸上的扩散而分离开。

答案：C6．(等级选考)某班学生完成对新鲜菠菜叶进行绿叶中色素的提取和分离实验时，由于各组操作不同，出现了以下四种不同的层析结果下列分析最不合理的是(　　)A．甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液B．乙可能是因为研磨时未加入SiO2C．丙是正确操作得到的理想结果D．丁可能是因为研磨时未加入CaCO3解析：甲图中没有色素的原因可能是误用蒸馏水作提取液和层析液；乙图中色素的量较少，可能是因为研磨时未加入SiO2而导致研磨不充分；丙、丁图中叶绿素含量比类胡萝卜素含量低，原因可能是未加入CaCO3而导致色素被破坏含量最高的应为叶绿素a，最低的为胡萝卜素，所以丙图不是理想结果答案：C探究点二　叶绿体的结构和功能【师问导学】1．以下是色素的吸收光谱1)写出图中色素①～③的名称：①________　②________　③________(2)如果将色素滤液放在阳光与三棱镜之间，在连续光谱中出现暗带的是________光；科学家在暗室研究光合作用时使用的安全灯是________光等，原因是___________________；温室或大棚种植蔬菜时选择的塑料薄膜的颜色是________的，补充光源时，在相同强度下补充________光效果好。

答案：(1)①类胡萝卜素　②叶绿素b　③叶绿素a(2)红光和蓝紫　绿　植物几乎不吸收绿光，对光合作用影响极小　无色透明　红光或蓝紫2．阅读教材P100～101恩格尔曼探究叶绿体功能的实验，据图思考与讨论：(1)该实验选择水绵和好氧细菌作为实验材料，有什么优点？(2)甲组是在黑暗环境中用极细的光束点状投射叶绿体，好氧细菌的分布是怎样的？说明什么？(3)乙组是完全暴露在光照下，好氧细菌分布于叶绿体所有的受光部位，这组实验的设计目的是什么？(4)两组实验都要求在隔绝空气的条件下进行，为什么？(5)恩格尔曼实验的结论是什么？(6)从以上内容可以得出的推论是什么？答案：(1)水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气多的部位2)好氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中说明氧气是由叶绿体在光照条件下释放出来的3)和甲组进行对照，明确实验结果完全是由光照引起的4)排除空气中的氧气对实验结果的干扰5)氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所6)叶绿体是进行光合作用的场所3．能进行光合作用的生物一定有叶绿体吗？答案：不一定蓝藻是典型的原核生物，不含有除核糖体外的其他细胞器，即没有叶绿体，但依然能进行光合作用。

4．一般植物的叶片在春、夏季为绿色，而在秋季呈黄色。